Cum produce corpul uman electricitate?

Cel mai scurt şi cel mai simplu răspuns la această întrebare este: prin intermediul reacţiilor chimice dintre atomii şi moleculele din corp. Dacă toate acestea par puţin dificil de înţeles, daţi-mi voie să vă ofer un răspuns mai lung care, în mod evident, devine puţin mai „tehnic". Pentru aceasta este necesar mai întâi să vă explic puţin ce este electricitatea. Dacă ştiţi deja ce este ea atunci nu ezitaţi să săriţi următoarele paragrafe. Dacă nu, citiţi mai departe!

Marea majoritate a oamenilor cred că electricitatea este, pur şi simplu, mişcarea sarcinilor electrice sau potenţialul electric. Ea mai este cunoscută uneori şi ca o sursă de energie secundară sau ca un purtător de energie. Electricitatea care alimentează televizoarele sau maşinile noastre trebuie să fie obţinută de la o sursă de energie. Când vine vorba de electricitate, există nenumărate surse de energie care pot crea energie electrică. Cele mai cunoscute surse de energie pentru producerea de electricitate sunt hidrocentralele, termocentralele, centralele nucleare, centralele solare şi cele eoliene. Progresele tehnologice ne-au permis să valorificăm energia electrică pentru a obţine roboţi care dansează şi lanterne în cadrul telefoanelor inteligente.

Cum am reuşit să valorificăm aceste surse de energie? Prin puterea cu care deplasăm electronii. Dacă vă reamintiţi de orele de fizică sau de chimie din liceu s-ar putea să vă aduceţi aminte de faptul că atomii au un număr diferit de protoni, electroni şi neutroni. Protonii sunt încărcaţi electric pozitiv, electronii negativ iar neutronii sunt neutri din punct de vedere electric.

Fiecare element chimic de bază, cum ar fi oxigenul pe care îl respiraţi sau sodiul şi potasiul care ajung prin mâncare în organism, are un anumit număr de protoni şi electroni care îl va distinge de alte elemente chimice. Cele mai multe elemente chimice au un număr egal de electroni şi protoni. În acest fel există un echilibru între sarcinile electrice negative şi cele pozitive. Protonii se află în nucleu (aflat în zona centrală a atomului) în timp ce electronii se rotesc în jurul nucleului. Un aspect interesant în legătură cu electronii este că energia pe care o au aceştia este limitată la o anumită valoare specifică în cadrul unui strat electronic. Aceste straturi electronice delimitează zonele spaţiale în care electronul se roteşte faţă de nucleul compus din protoni, într-un mod similar celui prin care planetele orbitează la distanţe diferite faţă de Soare. Deoarece electronii încărcaţi electric negativ sunt atraşi de protonii încărcaţi electric pozitiv, cu cât un electron se află mai departe de zona centrală a atomului cu atât mai slab este atras acesta de nucleu şi în consecinţă cu atât mai uşor este ca el să părăsească atomul.

Electronii aflaţi în învelişul exterior al unui atom şi care este cunoscut sub numele de strat de valenţă, sunt atât de slab legaţi de nucleu încât ei se pot desprinde din atom destul de uşor. Dacă aveţi suficientă energie pentru a extrage un electron şi a-l face pe acesta să se deplaseze într-o anumită direcţie, atunci un alt electron aflat în stratul de valenţă al unui atom adiacent se va îndrepta spre acel atom pentru că aşa cum ştim, în cele mai multe cazuri, într-un element chimic trebuie să avem un număr egal de electroni şi protoni. Aceşti electroni care se deplasează liber sunt cei pe care îi producem cu ajutorul surselor de energie electrică. La aceştia ne referim atunci când vorbim despre electricitate.

Când vine vorba despre electricitatea care este generată în corpul uman, sursa de energie care o produce este de natură chimică. Energia creată de substanţele chimice depinde de modul în care atomii şi moleculele existente se leagă între ele. Toate elementele chimice pe care le introducem în corpurile noastre, cum ar fi oxigenul, sodiul, potasiul, calciul, magneziul, etc au o anumită sarcină electrică specifică, ceea ce înseamnă că au un anumit număr de electroni şi protoni. Substanţele chimice sunt formate din molecule diferite. Modul prin care aceste molecule se leagă între ele şi felul în care ele reacţionează cu celelalte molecule aflate lângă ele condiţionează cum este produsă această energie.

După ce mâncăm, moleculele mari din cadrul alimentelor sunt descompuse în molecule şi elemente mai mici de către sistemul nostru digestiv. Aceste molecule şi elemente mai mici pot fi utilizate de către celulele noastre pentru a putea funcţiona. Acest proces este numit respiraţia celulară. Toate aceste molecule şi elemente au potenţialul de a crea impulsuri electrice, în funcţie de situaţiile ce apar în cadrul sistemelor specifice din organism la un moment dat.

Să considerăm un exemplu pentru acest tip de acţiune: unul dintre cei mai cunoscuţi curenţi electrici din organism şi care este cel mai frecvent menţionat este cel răspunzător de ritmul nostru cardiac. Inimile noastre conţin un grup de celule care se află în partea din dreapta sus a acestora şi el este cunoscut sub numele de nodulul sinoatrial sau nodulul SA pe scurt. Celulele din nodulul SA („pacemaker" al inimii) conţin electroliţi atât în ​​interiorul, cât şi în afara lor. Unii dintre cei mai întâlniţi electroliţi din corp, aşa cum am menţionat anterior, sunt sodiul, potasiul, calciul, magneziul, fosforul şi clorura. Sodiul şi calciul nu se află, în general, în celulele aflate în nodulul SA în timp ce potasiul se află în interiorul acestora. Aceste celule specializate permit ca mult mai mult sodiu să intre în celulă decât i se permite potasiului să părăsească celula. Rezultatul acestui proces este creşterea sarcinii electrice pozitive. În momentul în care sarcina electrică atinge o anumită valoare atunci canalele pentru calciu se deschid în membrana celulară şi permit intrarea calciului. Acest lucru va face ca interiorul celulei să aibă o sarcină electrică pozitivă mare, ce este cunoscută sub numele de potenţial de acţiune. În momentul în care acest potenţial ajunge la o anumită valoare el are suficientă „putere" pentru a genera impulsuri nervoase către nervii inimii. Iată minunile chimiei în acţiune!

Electroliţii care traversează membranele celulare şi produc descărcări electrice reprezintă doar unul din nenumăratele moduri prin care organismul foloseşte alimentele pe care le mâncăm pentru a crea energia necesară vieţii.

În concluzie, la întrebarea cum creează organismul electricitatea, răspunsul este la fel de simplu ca şi cuvântul „chimie". Deşi această electricitate a organismului pare a nu fi la fel cu cea care alimentează computerul dumneavoastră chiar în acest moment, ea este, într-adevăr, la fel. Singura diferenţă o reprezintă sursa de energie ce a cauzat fluxul de electroni şi reacţiile chimice ce au apărut ca urmare a acestei deplasări a purtătorilor de sarcină. Acum cunoaşteţi şi răspunsul lung la întrebarea de azi. Sper că acesta v-a ajutat.